迈图高新材料集团有机硅树脂介绍 - 080304 Xian
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Linear polymer
线状聚合体：硅油，硅胶
Cross-linking polymer
交联改性聚合体
Cross-linking by agent Pure polymer Polymer with filler
Gum
HCR LIM/LSR
聚合
Fluid
Gel
RTV
Resin Monomer 单体：硅烷 无交联
缩合
+
3H2O
11
Basic Units 基本结构单元
R R R R R R R R R O R Si R O R R O O
R Si O Si O Si O Si O Si O Si O Si O
M
Termination 封端单元 单官能团
D
Linear Unit 线性单元 双官能团
T
Q
Branching, Cross linking 岐化单元，交联单元 三、四官能团
15
Structure And Properties of Silicone Resin
有机硅树脂结构与性质
R O Si O O Tri
Major unit for Resin 树脂的主要单元 Ｒ／Ｓｉ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Rigid Polymer 硬树脂 Soft Polymer 软树脂
R = 烷基(特别是甲基)，苯基
Resin Basic Properties: 树脂基本特点
Heat resistance Weatherability 耐热 耐侯 q q q q Cold-resistance Water repellence Insulation etc. 耐寒 疏水 绝缘 其它13
二官能团和苯基含量
Silicone Resin - Products Types 有机硅树脂的产品种类
纯硅树脂 网状结构 Yes 溶剂/无溶剂 Yes
Pure Silicone Resin
纯有机硅树脂 Me Silicone Varnish 甲基有机硅清漆 Me/Ph Silicone Varnish 甲基/苯基有机硅清漆
R = alkl (especially methyl); phenyl 烷基(特别是甲基)，苯基
6Hale Waihona Puke Baidu
Manufacture of Silicone 有机硅树脂的生产
Direct Method 直接法 From Metal Silicon to Chlorosilanes 由金属硅到氯硅烷 300℃
SiCl4 四氯硅烷 RSiCl3 甲基三氯硅烷 R2SiCl2甲基二氯硅烷 R3SiCl 甲基氯硅烷
2
SiCl + 2H2O SiOH + HOSi
水解 缩合
2
SiOH + 2HCl SiOSi + H 2O
Silicone bond
8
Polymerization
M-unit 聚合反应与单官能团
An introduction of Momentive Silicone Resin 迈图高新材料集团有机硅树脂介绍
- Momentive Peformance Materials - 迈图高新材料集团 - 22/Nov./2007
1
CONTENTS 内容
- What is a silicone? 什么是有机硅? - Manufacture of Silicones 有机硅树脂的生产 - Silicone Basic Element 有机硅树脂基本结构 - Why Silicone Paints ? 为什么使用有机硅树脂? - Silicone Features & Benefits 有机硅树脂特点和优点 - Structure /performance relationship 有机硅树脂结构与性质的关系 - Cure Systems of Silicone Resins 有机硅树脂的固化 - Momentive Typical Silicone Resins 迈图公司典型的有机硅树脂产品 -Silicone application 有机硅树脂的应用 - Pure silicone resin 纯有机硅树脂 - Modified silicone resin 改性有机硅树脂 - Silicone oligomer 有机硅低聚物 - Spherical silicone resin 球形有机硅树脂 - Any Time, Please Contact Us 随时恭候您的咨询
树脂
高度交联
4
Cross-linking
Typical Molecular structure of Silicone 有机硅的典型分子结构
Fluid – “Chain” structure 硅油 – 链形结构
Resin – “Network” structure 树脂 – 网状结构
Elastomer – “Partially Cross-linked” structure 弹性体 – 部分交联结构
水解
(CH3)2SiCl2 + 2H2O
(CH3)2Si(OH)2 + 2 HCl
CH3 CH3 CH3 CH3 缩合 HO - Si - OH + HO - S i- OH HO - Si - O - Si – OH + H2O CH3 CH3 CH3 CH3
10
Polymerization
T-unit 聚合反应与三官能团
R O Si O CH3 Di
Major unit for Fluid 硅油的主要单元 2.0 Slow Soft Good Large Moderate
Curing rate固化 Rapid Hardness硬度 Hard Flexibility柔韧 Poor Heat Loss热失重 Small Anti-Crack抗开裂 Bad
5
5
Basic Units 基础结构单元
R R Si R M = mono funtional 单官能团 O R Si O T = tri functional 三官能团 O O O R O Si R D = di functional 双官能团 O Si O Q = tetra (quatro) functional 四官能团 O O
Good
Relationship between Polymer-Structure & Properties 聚合物结构和性质之间关系
Balance of Methyl group & Phenyl group 甲基与苯基的平衡
Methyl group(Rich)甲基多 Phenyl group (Rich)苯基多
最终由烷基苯基取代三氯硅烷得到交联聚合物，一般较硬并较脆。 脆性可以通过引入不同的中间体进行共聚改性来调节。 通过不同的共混和共聚可以得到三维交联硅树脂。 水解
CH3SiCl3 + 3H2O
CH3Si(OH)3 + 3 HCl
CH3 CH3 CH3 CH3 HO– Si - OH + HO– S i- OH + HO– Si – OH + HO– Si – OH OH OH OH OH CH3 CH3 CH3 CH3 HO – Si - O – S i -- O – Si – O – Si – OH OH OH OH OH
Reaction rate of Condensation(反应速度) Fast Slow Gloss of Surface of resin(光泽) High Heat Stability(热稳定性) Good
Low
Structure/Property Relationship of TD Silicone Resins 有机硅 TD 树脂结构/性质关系
Disadvantage 缺点 • 抗酸碱性能
14
General Product Features & Benefits 一般特点和优点
• Heat Resistance 耐热性: Suitable for high heat resistance coatings 耐高温涂料 •UV and Oxidation Resistance 抗UV,抗氧化: Excellent weatherability due to high cross-linked density 交联密度高赋予高耐候性 •Water Resistance 耐水: Can be used under high humidity conditions 高湿环境应用 •Gloss and Color Retention 保光保色: Does not chalk or yellowish 不泛白不黄变 •Good Adhesion 良好附着力: To Aluminum or steel (can be improved by blending with organic resins) 铝或铁基材可以通过引入其他树脂改性来提高附着力
Resistance for oxidation 耐氧化
Why Silicone Paints ? 为什么使用有机硅树脂？
共价键
ーOーSi－O－Si－O－SiーO－Siー R
Si-O-Si : 自由基反应惰性 : 离子反应敏感 Si-R : 低反应活性
高键能 离子键成份高
Advantage 优点 • Heat Resistance 耐热性 • UV Resistance 抗UV • Oxidation Resistance 抗氧化
硅氧烷具有交错Si,O长链结构，是硅树脂基本结构； 不同元素和分子可以与长链上的硅键合； 不同的交联结构给于不同的性质：硅油，树脂，橡胶。
12
Chemical structure and properties of Silicone Resin 有机硅树脂的化学结构和性质
Resin Basic Structure: 树脂基本结构
性质 T(三官能团) 甲基 苯基
PROPERTY T (trifunctional) methyl phenyl
D(双官能团) 甲基 苯基
Silane
D (difunctional) methyl phenyl
交联度
Comments function of cross-linking cross-linking cross-linking cross-linking T/D ratio
Yes
Modified Silicone Varnish
改性有机硅清漆 Silicone-Alkyd Silicone-Polyester Silicone-Acrylic Silicone-Epoxy Silicone-Urethane
No
Yes
Yes
Silicone Oligomer
有机硅低聚物
2
What is a silicone? 有机硅的定义
有机硅材料是一类合成材料，并因下面的结构特征而具 有独一无二的性能： Si-O-Si 主链 (R)2SiO Si原子上有机基团 有机硅材料的形式可以是： 流体，乳液，弹性体，硅脂或者硅树脂。
3
Silicone physical status 有机硅的物理形态
交联度 交联度
硬度 脆度 抗挠性 韧性
Hardness Brittleness Stiffness Toughness
交联度
固化速度 Cure speed
三/二官能团比
粘结力 弹性
Tack Elasticity
function of "D" content
二官能团
D and phenyl content 18
RCl + Si
Cu
SiCl4 四氯硅烷 RSiCl3 甲基三氯硅烷 R2SiCl2甲基二氯硅烷 R3SiCl 甲基氯硅烷
1941
7
R: CH3 直接法的创始者 Dr. E.G.Rochow (GE)
How Silicones are Made？ 硅树脂的制备
From Silane to Silicone 由硅烷到硅树脂
一氯硅烷水解得到硅单醇，硅单醇聚合产生二聚体
(CH3)3SiCl + H2O (CH3)3SiOH + HOSi(CH3)3
水解 缩合
(CH3)3SiOH + HCl (CH3)3Si-O-Si(CH3)3 + H2O
9
Polymerization
D-unit 聚合反应与双官能团
二氯硅烷水解得到硅二醇，聚合可以产生诸多形式线性多聚体， 是硅油和线性树脂的基础，也是合成其他诸多产品的原料。
Yes
Yes
Yes
19
线状聚合体：硅油，硅胶
Cross-linking polymer
交联改性聚合体
Cross-linking by agent Pure polymer Polymer with filler
Gum
HCR LIM/LSR
聚合
Fluid
Gel
RTV
Resin Monomer 单体：硅烷 无交联
缩合
+
3H2O
11
Basic Units 基本结构单元
R R R R R R R R R O R Si R O R R O O
R Si O Si O Si O Si O Si O Si O Si O
M
Termination 封端单元 单官能团
D
Linear Unit 线性单元 双官能团
T
Q
Branching, Cross linking 岐化单元，交联单元 三、四官能团
15
Structure And Properties of Silicone Resin
有机硅树脂结构与性质
R O Si O O Tri
Major unit for Resin 树脂的主要单元 Ｒ／Ｓｉ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Rigid Polymer 硬树脂 Soft Polymer 软树脂
R = 烷基(特别是甲基)，苯基
Resin Basic Properties: 树脂基本特点
Heat resistance Weatherability 耐热 耐侯 q q q q Cold-resistance Water repellence Insulation etc. 耐寒 疏水 绝缘 其它13
二官能团和苯基含量
Silicone Resin - Products Types 有机硅树脂的产品种类
纯硅树脂 网状结构 Yes 溶剂/无溶剂 Yes
Pure Silicone Resin
纯有机硅树脂 Me Silicone Varnish 甲基有机硅清漆 Me/Ph Silicone Varnish 甲基/苯基有机硅清漆
R = alkl (especially methyl); phenyl 烷基(特别是甲基)，苯基
6Hale Waihona Puke Baidu
Manufacture of Silicone 有机硅树脂的生产
Direct Method 直接法 From Metal Silicon to Chlorosilanes 由金属硅到氯硅烷 300℃
SiCl4 四氯硅烷 RSiCl3 甲基三氯硅烷 R2SiCl2甲基二氯硅烷 R3SiCl 甲基氯硅烷
2
SiCl + 2H2O SiOH + HOSi
水解 缩合
2
SiOH + 2HCl SiOSi + H 2O
Silicone bond
8
Polymerization
M-unit 聚合反应与单官能团
An introduction of Momentive Silicone Resin 迈图高新材料集团有机硅树脂介绍
- Momentive Peformance Materials - 迈图高新材料集团 - 22/Nov./2007
1
CONTENTS 内容
- What is a silicone? 什么是有机硅? - Manufacture of Silicones 有机硅树脂的生产 - Silicone Basic Element 有机硅树脂基本结构 - Why Silicone Paints ? 为什么使用有机硅树脂? - Silicone Features & Benefits 有机硅树脂特点和优点 - Structure /performance relationship 有机硅树脂结构与性质的关系 - Cure Systems of Silicone Resins 有机硅树脂的固化 - Momentive Typical Silicone Resins 迈图公司典型的有机硅树脂产品 -Silicone application 有机硅树脂的应用 - Pure silicone resin 纯有机硅树脂 - Modified silicone resin 改性有机硅树脂 - Silicone oligomer 有机硅低聚物 - Spherical silicone resin 球形有机硅树脂 - Any Time, Please Contact Us 随时恭候您的咨询
树脂
高度交联
4
Cross-linking
Typical Molecular structure of Silicone 有机硅的典型分子结构
Fluid – “Chain” structure 硅油 – 链形结构
Resin – “Network” structure 树脂 – 网状结构
Elastomer – “Partially Cross-linked” structure 弹性体 – 部分交联结构
水解
(CH3)2SiCl2 + 2H2O
(CH3)2Si(OH)2 + 2 HCl
CH3 CH3 CH3 CH3 缩合 HO - Si - OH + HO - S i- OH HO - Si - O - Si – OH + H2O CH3 CH3 CH3 CH3
10
Polymerization
T-unit 聚合反应与三官能团
R O Si O CH3 Di
Major unit for Fluid 硅油的主要单元 2.0 Slow Soft Good Large Moderate
Curing rate固化 Rapid Hardness硬度 Hard Flexibility柔韧 Poor Heat Loss热失重 Small Anti-Crack抗开裂 Bad
5
5
Basic Units 基础结构单元
R R Si R M = mono funtional 单官能团 O R Si O T = tri functional 三官能团 O O O R O Si R D = di functional 双官能团 O Si O Q = tetra (quatro) functional 四官能团 O O
Good
Relationship between Polymer-Structure & Properties 聚合物结构和性质之间关系
Balance of Methyl group & Phenyl group 甲基与苯基的平衡
Methyl group(Rich)甲基多 Phenyl group (Rich)苯基多
最终由烷基苯基取代三氯硅烷得到交联聚合物，一般较硬并较脆。 脆性可以通过引入不同的中间体进行共聚改性来调节。 通过不同的共混和共聚可以得到三维交联硅树脂。 水解
CH3SiCl3 + 3H2O
CH3Si(OH)3 + 3 HCl
CH3 CH3 CH3 CH3 HO– Si - OH + HO– S i- OH + HO– Si – OH + HO– Si – OH OH OH OH OH CH3 CH3 CH3 CH3 HO – Si - O – S i -- O – Si – O – Si – OH OH OH OH OH
Reaction rate of Condensation(反应速度) Fast Slow Gloss of Surface of resin(光泽) High Heat Stability(热稳定性) Good
Low
Structure/Property Relationship of TD Silicone Resins 有机硅 TD 树脂结构/性质关系
Disadvantage 缺点 • 抗酸碱性能
14
General Product Features & Benefits 一般特点和优点
• Heat Resistance 耐热性: Suitable for high heat resistance coatings 耐高温涂料 •UV and Oxidation Resistance 抗UV,抗氧化: Excellent weatherability due to high cross-linked density 交联密度高赋予高耐候性 •Water Resistance 耐水: Can be used under high humidity conditions 高湿环境应用 •Gloss and Color Retention 保光保色: Does not chalk or yellowish 不泛白不黄变 •Good Adhesion 良好附着力: To Aluminum or steel (can be improved by blending with organic resins) 铝或铁基材可以通过引入其他树脂改性来提高附着力
Resistance for oxidation 耐氧化
Why Silicone Paints ? 为什么使用有机硅树脂？
共价键
ーOーSi－O－Si－O－SiーO－Siー R
Si-O-Si : 自由基反应惰性 : 离子反应敏感 Si-R : 低反应活性
高键能 离子键成份高
Advantage 优点 • Heat Resistance 耐热性 • UV Resistance 抗UV • Oxidation Resistance 抗氧化
硅氧烷具有交错Si,O长链结构，是硅树脂基本结构； 不同元素和分子可以与长链上的硅键合； 不同的交联结构给于不同的性质：硅油，树脂，橡胶。
12
Chemical structure and properties of Silicone Resin 有机硅树脂的化学结构和性质
Resin Basic Structure: 树脂基本结构
性质 T(三官能团) 甲基 苯基
PROPERTY T (trifunctional) methyl phenyl
D(双官能团) 甲基 苯基
Silane
D (difunctional) methyl phenyl
交联度
Comments function of cross-linking cross-linking cross-linking cross-linking T/D ratio
Yes
Modified Silicone Varnish
改性有机硅清漆 Silicone-Alkyd Silicone-Polyester Silicone-Acrylic Silicone-Epoxy Silicone-Urethane
No
Yes
Yes
Silicone Oligomer
有机硅低聚物
2
What is a silicone? 有机硅的定义
有机硅材料是一类合成材料，并因下面的结构特征而具 有独一无二的性能： Si-O-Si 主链 (R)2SiO Si原子上有机基团 有机硅材料的形式可以是： 流体，乳液，弹性体，硅脂或者硅树脂。
3
Silicone physical status 有机硅的物理形态
交联度 交联度
硬度 脆度 抗挠性 韧性
Hardness Brittleness Stiffness Toughness
交联度
固化速度 Cure speed
三/二官能团比
粘结力 弹性
Tack Elasticity
function of "D" content
二官能团
D and phenyl content 18
RCl + Si
Cu
SiCl4 四氯硅烷 RSiCl3 甲基三氯硅烷 R2SiCl2甲基二氯硅烷 R3SiCl 甲基氯硅烷
1941
7
R: CH3 直接法的创始者 Dr. E.G.Rochow (GE)
How Silicones are Made？ 硅树脂的制备
From Silane to Silicone 由硅烷到硅树脂
一氯硅烷水解得到硅单醇，硅单醇聚合产生二聚体
(CH3)3SiCl + H2O (CH3)3SiOH + HOSi(CH3)3
水解 缩合
(CH3)3SiOH + HCl (CH3)3Si-O-Si(CH3)3 + H2O
9
Polymerization
D-unit 聚合反应与双官能团
二氯硅烷水解得到硅二醇，聚合可以产生诸多形式线性多聚体， 是硅油和线性树脂的基础，也是合成其他诸多产品的原料。
Yes
Yes
Yes
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